吸波材料的制备及其研究方法
吸波超材料研究进展
吸波超材料研究进展一、本文概述随着现代科技的不断进步，电磁波在通信、雷达、军事等领域的应用日益广泛，然而，电磁波的散射和干扰问题也随之凸显出来。
为了有效地解决这一问题，吸波超材料应运而生。
吸波超材料作为一种具有特殊电磁性能的人工复合材料，能够实现对电磁波的高效吸收，因此在隐身技术、电磁兼容、电磁防护等领域具有广阔的应用前景。
本文旨在综述吸波超材料的研究进展，包括其基本原理、设计方法、制备工艺以及应用现状等方面。
将介绍吸波超材料的基本概念和电磁特性，阐述其吸波原理及影响因素。
然后，将综述近年来吸波超材料在结构设计、材料选择以及性能优化等方面的研究成果。
接着，将讨论吸波超材料的制备方法，包括传统的物理法和化学法以及新兴的3D打印技术等。
将展望吸波超材料在未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的综述，读者可以对吸波超材料的研究现状有全面的了解，并为进一步的研究和开发提供有益的参考。
二、吸波超材料的基本原理吸波超材料，作为一种人工设计的复合材料，其基本原理主要基于电磁波的干涉、散射、吸收和转换等物理过程。
吸波超材料通过特定的结构设计，能够有效地调控电磁波的传播行为，从而实现高效的电磁波吸收。
吸波超材料的设计往往采用亚波长结构，这种结构可以在微观尺度上调控电磁波的传播路径，使得电磁波在材料内部发生多次反射和干涉，从而增加电磁波与材料的相互作用时间，提高电磁波的吸收效率。
吸波超材料通常具有负的介电常数和负的磁导率，这使得电磁波在材料内部传播时，会经历与常规材料不同的物理过程。
当电磁波进入吸波超材料时，由于介电常数和磁导率的负值特性，电磁波的传播方向会受到调控，从而实现电磁波的高效吸收。
吸波超材料还可以通过引入损耗机制，如电阻损耗、介电损耗和磁损耗等，将电磁波的能量转化为其他形式的能量，如热能，从而实现电磁波的衰减和吸收。
这种损耗机制的设计对于提高吸波超材料的吸收性能至关重要。
吸波超材料的基本原理是通过调控电磁波的传播路径、改变电磁波的传播方向以及引入损耗机制，实现电磁波的高效吸收。
纳米雷达吸波材料的研究
纳米雷达吸波材料的研究1蒋立勇，穆永民，史林兴，李相银南京理工大学理学院，南京(210094)E-mail ：jalyca0510@摘 要： 本文利用电波暗室对三种不同的纳米材料涂层进行了吸波效能测试。
结果表明，以纳米SiC 粉末和纳米Fe 3O 4粉末制成的复合吸波涂层对818GHz 雷达波具有较好的吸收效果，整体小于－10dB 的带宽接近4.2GHz ，吸收峰值为－15.3 dB ；同时其具有较小的面密度和厚度，是一种较好的新一代吸波材料。
此外三种样品涂层中，纳米Fe :3O 4涂层对8mm 波的吸收效果最好，达到－7.988dB 。
关键词：纳米粉末；吸波特性；雷达吸波材料 中图分类号：O4691．引言纳米材料是指粒度分布在l 100nm 之间的超细材料。
由于其特殊结构使得其具有不同寻常的吸波性能，这就为隐身技术的发展带来非常广阔的空间:[1-2]。
一方面，纳米微粒尺寸远小于雷达波波长，对雷达波的透过率大大高于常规材料，这就大大降低了对雷达波的反射率；另一方面，纳米材料的比表面积比常规微粒大34个数量级，对雷达波和红外光波的吸收率也比常规材料高得多。
此外，随着颗粒的细化，颗粒的表面效应和量子尺寸效应变得突出，颗粒的界面极化和多重散射成为重要的吸波机制，量子尺寸效应使纳米颗粒的电子能级发生分裂，其间隔正处于微波能量范围(10:－2:10－5eV)从而形成新的吸波通道[3]。
SiC 是一种很好的耐高温隐身材料,常规尺寸下主要依靠介电损耗实现吸波,同时通过掺杂改相可以提高其吸波效能[4-6]；纳米Fe 3O 4则是一种非常好的磁损耗吸波材料[7-8]。
本文则主要对这两种纳米材料的吸波特性进行实验研究,为研制新一代雷达吸波材料（英文简写为RAM ）提供实验依据。
2．样品的制备及测试方法2.1 吸波涂层样品的制备样品涂层所用填料为纳米SiC 粉体及纳米Fe 3O 4粉体，由合肥开尔纳米技术发展有限公司生产，平均粒径分别为40nm 和30nm 。
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究摘要不论是在军事领域，还是民用领域，高性能吸波材料因具有厚度薄、质量轻、吸收强以及吸收频带宽的优点而具有潜在的应用价值。
在众多高性能吸波材料中，石墨烯凭借其较低的密度、超高的比表面积、优异的介电性能、机械性能和化学稳定性成为了吸波领域研究的热点，然而，石墨烯较高的介电常数使得其阻抗匹配特性极差，造成大量的电磁波被反射，进而导致其较差的吸波性能。
针对以上问题，本文以还原氧化石墨烯为基体，通过引入导电聚合物和核壳结构的纳米粒子来提升还原氧化石墨烯的阻抗匹配特性，从而增强其对电磁波的吸收；此外，为了探索其在实际过程中的应用，我们将制备的粉末状吸波剂均匀分散于环氧树脂中，对其吸波性能进行了研究。
具体研究内容和结果如下：（1）以苯胺功能化修饰的还原氧化石墨烯（rGO-An）为活性点，通过界面聚合法将纳米棒状的聚苯胺（PANI）接枝在rGO表面，形成还原氧化石墨烯共价接枝聚苯胺（rGO-g-PANI）复合材料。
当该复合材料在石蜡中的掺杂比为30wt%时，获得最优的吸波性能，在厚度为3mm时，最小反射损耗（RL）可以达到-45.2dB，有效吸收带宽能够覆盖4.4GHz，这表明PANI纳米棒的接枝明显能够改善rGO的吸波性能；此外，为了突出rGO和PANI纳米棒接枝的增强效果优于二者的物理吸附，我们将rGO/PANI复合材料和rGO-g-PANI复合材料的吸波性能作了对比，并且对其机理进行了探讨。
（2）以类沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-67）为芯材，以氧化锌（ZnO）为壳层，合成具有核壳结构的ZIF-67@ZnO纳米粒子，然后通过高温煅烧的方式，将ZIF-67中的有机物裂解掉，形成核壳结构的Co/NPC@ZnO纳米粒子，当30wt%的Co/NPC@ZnO纳米粒子混合在石蜡中时，该纳米粒子能够对电磁波产生最强的吸收效果；最后，我们将该纳米粒子与GO复合，通过水合肼的还原作用，形成rGO包裹Co/NPC@ZnO纳米粒子的三维网络结构，此三维网络结构的最小RL值为-45.4dB，有效吸收带宽为5.4GHz，而吸波剂的厚度仅有2mm，结合rGO的吸波性能，我们研究了Co/NPC@ZnO的增强机理。
ram吸波材料
RAM吸波材料：原理、应用与未来发展RAM吸波材料，即雷达吸波材料，是一种能够吸收、衰减入射电磁波，降低反射和散射，从而降低雷达探测能力的材料。
这种材料在军事、航空、航天等领域有着广泛的应用，对于提高武器系统的突防能力和生存能力具有重要意义。
本文将介绍RAM吸波材料的原理、应用和未来发展趋势。
一、RAM吸波材料的原理RAM吸波材料的原理主要是电磁波在物质中的传播过程中，由于物质的介电常数和磁导率的影响，能量被转化为热能或其它形式的能量，从而实现对电磁波的吸收。
RAM吸波材料的设计主要基于这一原理，通过调整材料的电学和磁学性能，使其在特定频率范围内具有高效的电磁波吸收能力。
二、RAM吸波材料的应用1．军事应用：在军事领域，RAM吸波材料被广泛应用于隐形飞机、隐形导弹、雷达干扰等领域。
通过使用RAM吸波材料，可以有效地降低敌方雷达的探测能力，提高武器系统的突防能力和生存能力。
2．航空应用：在航空领域，RAM吸波材料被广泛应用于飞机蒙皮、机翼、尾翼等部位。
通过使用RAM吸波材料，可以有效地降低飞机对雷达的反射面积，提高飞机的隐身性能。
3．航天应用：在航天领域，RAM吸波材料被广泛应用于卫星、火箭等航天器的表面。
通过使用RAM吸波材料，可以有效地降低航天器对雷达的反射面积，提高航天器的隐身性能。
三、RAM吸波材料的未来发展随着科技的不断进步，RAM吸波材料的研究和应用也在不断发展和创新。
未来，RAM吸波材料将朝着以下几个方向发展：4．高性能化：提高RAM吸波材料的吸收率和宽频特性，使其在更广泛的频率范围内具有高效的电磁波吸收能力。
5．轻量化：减轻RAM吸波材料的重量，使其更适用于航空、航天等领域的轻量化需求。
6．智能化：将RAM吸波材料与传感器、电子信息等技术相结合，实现智能化的电磁波吸收和调控。
7．低成本化：通过优化制备工艺和推广应用，降低RAM吸波材料的成本，使其更具有市场竞争力。
结论：RAM吸波材料作为一种重要的功能材料，在军事、航空、航天等领域有着广泛的应用前景。
碳基吸波材料的研究进展
2、市场需求
随着无线通信、航空航天、军事等领域的快速发展，对吸波材料的需求日益 增长。尤其是在5G、6G通信技术的发展中，由于其高频段的特点，对吸波材料的 要求更加严格。因此，市场对高效、轻质、环保的碳基碳基吸波材料方面取得了许多重要成果。例如，中国科 学院上海硅酸盐研究所成功制备出了具有优异吸波性能的碳化硅纳米线，其吸收 电磁波的频率范围较宽，具有很好的应用前景。此外，还有研究者在石墨烯中引 入磁性元素，制备出了具有磁性的石墨烯复合材料，从而拓展了其应用范围。
1、卫星导航系统
在卫星导航系统中，由于高频率电磁波的干扰，会对定位精度和稳定性产生 不利影响。碳基吸波材料可以有效地吸收这些干扰电磁波，提高卫星导航系统的 性能。
2、光电探测器
光电探测器在军事、航空航天、环境监测等领域有着广泛应用。在这些领域 中，探测器需要尽可能地减少外部电磁场的干扰，以获得准确的光电信号。碳基 吸波材料可以有效地吸收电磁场，提高光电探测器的稳定性和可靠性。
应用前景
由于碳基复合吸波材料具有优异的电磁吸收性能和稳定的物理化学性质，因 此具有广泛的应用前景。例如，它可以应用于军事装备中，吸收雷达波和无线电 信号，提高装备的隐身性能；可以应用于室内装饰材料中，吸收电磁辐射，保护 人体健康；可以应用于汽车、高铁等交通工具中，吸收电磁噪声，提高乘坐舒适 度；还可以应用于电子设备中，吸收电磁干扰，提高设备的稳定性和可靠性。
参考内容
引言：
随着现代科技的快速发展，电磁波的应用越来越广泛，与此电磁波的污染问 题也日益严重。为了有效吸收和衰减电磁波，吸波材料成为了研究的热点。碳纳 米管作为一种新型的纳米材料，具有优异的物理化学性能，近年来也被广泛应用 于吸波材料领域。本次演示将详细介绍碳纳米管吸波材料的研究进展。
吸波材料技术调研报告
对于表面带有特征阻抗为Z1损耗材料、底部带有金属底板的吸波材料，吸波材料表面处的输入阻抗为：
Z in
Z1 Z2 Z1 Z2
Z1 j tankd Z1 j tankd
只要调节参数Z1和吸波材料厚度d使得Zin等于自由空间波阻抗即可完成阻抗匹配。
➢ 损耗设计：
介质对电磁波的损耗能力常用电损耗正切tan δe = ε'/ε"和磁损耗tan δm = μ'/μ"表示。
吸波材料的主要产商
吸波材料领先产商主要集中在美国、日本和德国等发达国家，具有技术领先、性能稳定和品质卓越优势。 经过多年不断发展，我国吸波材料产商数量也多达上百家，部分产品已经达到国际先进水平。但整体来看，国 内具有高端产品生产力的产商数量少，大部分产商主要集中在中低端市场竞争，行业结构还有较大优化空间。
约-10~-20dB
宽波段
全波段吸波
宽波段
吸波材料的设计要点
吸波材料材料设计一般需要考虑两个方面：阻抗匹配和衰减设计。 ➢ 阻抗匹配：
阻抗匹配是将所设计的吸波结构的输入阻抗与自由空间波阻抗（377 ohm）匹配。由1
即，阻抗匹配要求材料的介电常数与磁导率比值与自由空间中的相等。
吸波材料的最佳吸波频段
吸波材料分类
炭黑 碳纳米管
石墨 石墨烯 碳纤维 铁氧体 金属微粉（羰基铁粉） 陶瓷基 导电分子高聚物 多晶铁纤维 视黄基席夫碱类 等离子体
最佳吸波频段
3GHz 2-18GHz 5.2-18GHz 1-18GHz 3.05GHz 2-30GHz 593MHz-2.7GHz 8-18GHz 2-12GHz 5-20GHz 9-12GHz 1-20GHz
• 介电损耗：与材料电介质的电极化相关，有电子云位移、离子位移、极性介质电矩转向、铁电体电畴转向及 畴壁位移、高分子中原子团局部电矩转向、缺陷偶极子等极化，如SiC陶瓷、钛酸钡陶瓷、煤矸石等；
海洋环境吸波材料
海洋环境吸波材料
吸波材料是指能够吸收或减少电磁波辐射的材料，海洋环境吸波材料是指适用于海洋环境的吸波材料。
海洋环境具有高湿度、高盐分和强腐蚀性等特点，因此海洋环境吸波材料需要具备良好的耐腐蚀性能和吸波性能。
目前，海洋环境吸波材料的研究和开发主要集中在以下几个方面：- 纳米复合材料：纳米复合材料具有良好的吸波性能和耐腐蚀性能，能够有效地吸收和减少电磁波辐射。
中科院金属所马嵩和张志东团队利用纳米复合材料研制出一种高效吸波材料，该材料具有带宽宽、吸收强、重量轻、厚度薄等优点，能够有效地缓解电磁污染。
- 铁基吸收剂：铁基吸收剂是吸波涂料的主要成分之一，能够有效地吸收电磁波辐射。
但在海洋环境中，铁基吸收剂容易被腐蚀氧化，导致吸波性能下降。
为了解决这个问题，学者们采用聚苯胺包覆羰基铁粉、在吸波涂层表面制备羰基铁粉氧化物等方法，提高了铁基吸收剂的防腐蚀能力和吸波性能。
- 海上风电吸波材料：海上风电吸波材料是一种新型的海洋环境吸波材料，具有良好的吸波性能和耐腐蚀性能。
悦安新材表示，在海上风电吸波材料方面，公司今年有可能会重新启动项目，该项目目前处于示范阶段，公司也在做相应的攻关研发工作，希望通过降本解决海上风电增加吸波功能后成本太高的痛点问题。
总之，海洋环境吸波材料的研究和开发是一个不断发展的领域，随着技术的不断进步和需求的不断增加，相信会有更多更好的海洋环境吸波材料问世。
吸波材料
金属纤维
聚乙炔
（5）按材料的成型工艺与承载能力不同，可分为涂覆型和结 构型
涂覆型
蜂窝结构型
4.应用前景
电子防护
由于高功率雷达、通信机、微波加
热等设备的应用，防止电磁辐射或 泄漏、保护操作人员的身体健康是 一个全新而复杂的课题，吸收材料 就可达到这一目的。另外，目前的 家用电器普遍存在电磁辐射问题， 通过合理使用吸收材料及其元器件 也可有效地加以抑制。
吸波材料
报告人：刘欢 4204100107
吸波材料是能吸收投射到它表面的电磁波能
ห้องสมุดไป่ตู้
量，并通过材料的损耗转变为热能或其它形 式的能量的一类功能材料，一般由基体材料 (或粘结剂)与损耗介质复合而成。研究内容包 括基体材料、损耗介质和成型工艺的设计， 工程应用上除要求在较宽带宽内对电磁波具 有高的吸收率外，尚要求材料具有重量轻、 耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。
军事隐身领域
F-117
歼-20
建筑行业
5.吸波材料的发展趋势
强吸收仍然是吸波材料所要追求的主要目标，
它是吸波材料最基本的要求 发展能兼容米波、厘米波、毫米波及红外光 等多波段的宽频吸波材料是今后研究的方向 之一 日趋恶劣的战场环境要求今后隐身材料兼有 隐身和承载的功能并且具有耐高温、耐雨蚀 等适应复杂环境的能力
阻抗匹配
吸波材料反射系数记为R
R = (Z0– Z1) / (Z0+Z1) Zi = μr / εr （i = 0,1）
式中Z0 为自由空间阻抗，Z1 为吸波材料阻抗.
反射电磁波减小到最小，就需要使反射系数R 趋于零，即吸波材料 阻抗和自由空间阻抗在尽可能宽的频率范围内保持近似等。
损耗机制